Realizari ETAPA II – Experimentari in conditii de laborator privind obtinerea noilor sisteme cimentoide pe baza de metacaolin utilizat ca adaos puzzolanic, substituent partial al cimentului portland

Obiectivele etapei au fost:
• Stabilirea conditiilor de obtinere si obtinerea metacaolinului in conditii de laborator;
• Realizarea in conditii de laborator a noilor sisteme cimentoide pe baza de metacaolin utilizat in calitate de adaos puzzolanic, substituent partial al cimentului portland;
• Investigatii privind caracterizarea sistemelor cimentoide realizate in coditii de laborator, din punct de vedere al parametrilor calitativi si al caracteristicilor de durabilitate.

Etapa II a fost realizata, conform planului de realizare, de coordonatorul proiectului – CEPROCIM SA, partenerul P1- Universitatea POLITEHNICA Bucuresti si partenerul P2-Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti. 

Coordonatorul proiectului – CEPROCIM SA s-a ocupat de caracterizarea materiilor prime, obtinerea si caracterizarea metacaolinului, realizarea si caracterizarea noilor sisteme cimentoide in care metacaolinul a fost utilizat ca adaos puzzolanic.
Partenerul P1– Universitatea POLITEHNICA Bucuresti a efectuat si interpretat determinarile necesare stabilirii conditiilor de obtinere a metacaolinului.
Partenerul P2-Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti a efectuat teste preliminare de durabilitate pe cimenturi cu adaos de metacaolin.

• Pentru obtinerea metacaolinului, in conditii de laborator, s-au analizat doua probe de caolin cu continut diferit de caolinit (95% si respective 50%). A fost efectuata analiza termica complexa (termodiferentiala şi termogravimetrica) a celor doua caolinuri care a pus in evidenta ca temperatura la care descompunerea caolinitului se petrece cu viteza maxima este de cca 5000C iar pierderi de masa se inregistreaza pana la temperaturi de cca. 8000C.
• Pentru stabilirea temperaturii optime de obtinere a metacaolinului au fost realizate arderi la diferite temperaturi cuprinse intre 5000C si 8000C, cu paliere diferite la temperatura maxima. Determinarile de pierdere la calcinare si continut in SiO2 reactiv au aratat ca pentru ambele probe de caolin temperatura optima de obtinere a metacaolinului, atat din punct de vedere economic cat si al continutului in SiO2 reactiv, este 7000C/2 ore palier (aceasta temperatura garantand practic definitivarea reactiei).
• Cu metacaolinul MK1 (obtinut din caolin 1) au fost obtinute sisteme cimentoide cu adaos unic de metacaolin in proportie de 5%, 10%, 15%, 20%, 25% si 30%, prin doua metode de procesare:
  • macinarea concomitenta a componentilor
  • omogenizarea componentilor macinati separat.
• Evolutia in timp a rezistentelor mecanice ne demonstreaza ca prin utilizarea metacaolinitului MK1 este posibila realizarea unor noi sisteme cimentoide performante cu proprietati mecanice remarcabile (cca. 60 MPa la termenul de 28 zile).
• Valorile mari obtinute pentru rezistenta standard – 28 zile (superioare etalonului) confirma comportarea de puzzolana foarte activa a metacaolinului MK1, fiind in deplina concordanta si cu rolul de densificare a structurii. Acest lucru va fi demonstrat in fazele urmatoare ale proiectului cand va fi studiat mecanismul de hidratare-intarire al noilor sisteme cimentoide.
• Macinarea concomitenta a componentilor este metoda de procesare cea mai eficienta atat din punct de vedere al caracteristicilor mecanice obtinute (rezistente mecanice usor mai ridicate) cat si din punct de vedere economic (tinand seama de tehnologia mai simpla de realizare).
• Cu metacaolinul MK2 (obtinut din caolin 2) au fost obtinute sisteme cimentoide cu adaos unic de metacaolin in proportie de 5%, 10%, 15% si 20%
• Au fost obtinute sisteme cimentoide care s-au incadrat in clasa de rezistenta 42,5R exceptie facand sistemul cimentoid cu 5% metacaolin MK2 care s-a incadrat in clasa de rezistenta 32,5R.
• Au fost efectuate teste preliminare de durabilitate a noilor sisteme cimentoide cu metacaolin care au evidentiat ca utilizarea metacaolinului ca adaos puzzolanic in ciment imbunatateste atat rezistenta la inghet-dezghet cat si rezistenta la diferite medii agresive. Testele au fost efectuate pe mortare standard, urmand sa fie extinse si la betoane in etapa IV a proiectului cand va fi definitivata comportarea la punerea in opera a noilor sisteme cimentoide.
• In vederea diseminarii pe scara larga a rezultatelor obtinute a fost elaborata lucrarea cu titlul „Compozite performante pe bază de ciment şi metacaolin inalt reactiv” autori: I. Petre, F. Amzica, G. Ilie, C. Draganoaia care a fost prezentata la IV International Conference on Times of Polymers and Composites, 21-24 septembrie 2008 Ischia, Italia.